一种MS密封胶用纳米碳酸钙的制备方法与流程

一种ms密封胶用纳米碳酸钙的制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种纳米级碳酸钙的工业制备方法，尤其涉及一种ms密封胶用纳米碳酸钙的制备方法。


背景技术：

2.1971年，美国的联碳（unioncarbide）首先研制出硅烷改性聚合物，并连续获得了多项专利。与此同时，日本kaneka公司也在进行类似的研究。1974年，kaneka公司在这些专利的基础上开发出ms聚合物。1978年实现工业化生产，1979年将其商品命名为“钟化ms聚合物”，1981年用于高层建筑物dai-ichikangyobank（第一劝业银行）东京总部，标志着硅烷改性聚醚密封剂获得市场认可。由于其优异的性能很受市场欢迎，经过近40年左右的发展，硅烷改性聚醚密封剂在日本建筑市场已占有绝对主导地位，在欧美等国也占有相当比例的市场份额，但在我国这种新型密封剂的研发、应用、市场推广等都尚处于起始阶段。
3.在工业应用领域，比如汽车、船舶、高铁、太阳能等行业，因硅酮胶粘结力存在一定问题，以及聚氨酯胶易水解、耐热耐化学性差、有毒性等缺点，该类市场将会成为硅烷改性（ms）密封胶的巨大潜在市场。
4.ms密封胶由硅烷改性聚醚树脂（ms树脂）与纳米碳酸钙、增塑剂、减水剂组成。由于ms树脂是湿气固化体系，所以在生产过程中对水分的控制要求较高，“物料水分”便是工艺控制的关键点，特别对纳米碳酸钙中的水分要求极高。
5.普通的纳米碳酸钙水分一般控制在0.4-0.5%，应用在ms密封胶中需要增加减水剂用量或者增加脱水能耗，本发明产品从根本上解决纳米碳酸钙引入水分的问题，产品105℃下水分0.15-0.25%，同样应用工艺条件下，制品水分小于0.05%。


技术实现要素：

6.针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种ms密封胶用纳米碳酸钙的制备方法。
7.本发明的是通过如下技术方案实现的：一种ms密封胶用纳米碳酸钙的制备方法，该方法依次包括如下步骤：（1）选取碳酸钙含量大于97.5%，氧化镁含量0.30-0.50%，硫酸盐含量0.10-0.15%的石灰石经高温辐射煅烧生成cao及co2气体，所用燃料中硫含量小于0.25%，取优质生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，co2气体经三级净化处理后作为碳化反应的气源；（2）把ca(oh)2料浆通过低目数筛网、水力旋流器、高目数筛网除杂，制得纯净的ca(oh)
2料
浆；（3）将ca(oh)2料浆与去水配成一定的浓度投入碳化反应釜中，并控制一定的反应初温，在高速搅拌作用下通入一定体积浓度的co2气体进行碳化反应；（4）在碳化前时加入晶型控制剂并搅拌均匀，然后通co2进行反应，直到碳化反应
釜料浆的电导率值降至最低点停止反应；（5）对碳化后的碳酸钙添加表面活性剂进行活化，压滤、干燥、粉碎分级，便可得到粒径分布窄的ms密封胶用纳米碳酸钙产品。
8.所述步骤（1）中的石灰石碳酸钙含量大于97.5%，氧化镁含量0.30-0.50%，硫酸盐含量0.10-0.15%；所用燃料中硫含量小于0.25%；煅烧所生成的气体经三级净化后作为步骤（3）的co2气源，其中co2气体浓度为32-40%（体积分数）。
9.所述步骤（1）中co2气体的三级净化指此气体经旋风除尘器、喷淋塔、洗涤塔这三道工序的净化。
10.所述步骤（3）中的ca(oh)2料浆的浓度为12-14%。
11.所述步骤（3）中的反应初温在30-35℃之间。
12.所述步骤（4）中晶型控制剂为柠檬酸、柠檬酸钠、焦磷酸钠中的一种或几种的混合物，总加入量为产成品的0.15-0.25%。
13.所述步骤（5）中表面活性剂为聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、月桂酰胺中的任意一种，添加量为碳酸钙干基重量的2.0-4.0%。
14.所述步骤（5）中干燥温度为105-110℃之间、所用燃料为天然气。
15.所述步骤（5）中粉碎分级指通过粉碎分级的方法使产成品表观粉体粒度d97≤9μm。
16.所述步骤（5）中粒度分布窄的纳米碳酸钙指一次粒径在80-100nm的纳米碳酸钙。
附图说明
17.图1为实施例1得到的纳米碳酸钙电镜图。
18.图2为实施例8得到的纳米碳酸钙电镜图。
19.图3为实施例1得到的纳米碳酸钙的激光粒度图。
20.图4为实施例8得到的纳米碳酸钙的激光粒度图。
具体实施方式
21.下面通过具体实施对本发明作进一步说明：实施例1选用硫酸盐含量1000ppm、氧化镁含量3000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为12%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
22.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为12%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为30℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前加入0.72kg的柠檬酸，然后开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入11.5kg的聚丙烯酰胺活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为低水分、高白度纳米碳酸钙。水分0.10%；白度92.8%；一次粒径80nm；制品水分200ppm；分布粒度（d50）1.88μm。
23.实施例2
选用硫酸盐含量1000ppm、氧化镁含量3000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为13%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
24.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为14%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为30℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前加入0.50kg的柠檬酸钠，然后开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入6.72kg的十二烷基苯磺酸钠活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为低水分、高白度纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.12%；白度92.5%；一次粒径95nm；制品水分340ppm；分布粒度（d50）1.96um。
25.实施例3选用硫酸盐含量1000ppm、氧化镁含量3000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为12%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
26.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为12%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为35℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前加入0.72kg的焦磷酸钠，然后开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入11.52kg的月桂酰胺活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为低水分、高白度纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.14%；白度93.0%；一次粒径90nm；制品水分480ppm；分布粒度（d50）1.98um。
27.实施例4选用硫酸盐含量1500ppm、氧化镁含量5000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为15%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
28.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为15%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为35℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前加入1.34kg的柠檬酸钠，然后开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入10.08kg的十二烷基苯磺酸钠活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为低水分、高白度纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.15%；白度92.7%；一次粒径100nm；制品水分500ppm；分布粒度（d50）2.13um。
29.实施例5实施步骤同实施例1，仅改变干燥出口温度130℃，所得到的产品的水分0.10%；白度90.1%；一次粒径80nm；制品水分200ppm；分布粒度（d50）1.89μm。
30.实施例6
实施步骤同实施例1，仅闪蒸干燥过程中采用黄磷尾气作为燃料，所得到的的水分0.85%；白度92.5%；一次粒径220nm；制品水分2500ppm；分布粒度（d50）6.23um。
31.实施例7实施步骤同实施例1，仅晶型控制剂为蔗糖，所得到的水分0.25%；白度92.5%；一次粒径90nm；制品水分500ppm；分布粒度（d50）2.62μm。
32.比较例1选用硫酸盐含量3000ppm、氧化镁含量8000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为8%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
33.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为8%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为20℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前不添加晶型控制剂，开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入11.5kg的十八碳硬脂酸钠活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.30%；白度92.5%；一次粒径120nm；制品水分1000ppm；分布粒度（d50）2.04um。
34.比较例2选用硫酸盐含量4000ppm、氧化镁含量5000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为5%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
35.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为5%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为20℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前不添加晶型控制剂，开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入4.94kg的十八碳脂肪酸钠盐活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为低水分、高白度纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.40%；白度91.5%；一次粒径140nm；制品水分1800ppm；分布粒度（d50）4.13um。
36.比较例3选用硫酸盐含量4000ppm、氧化镁含量5000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.25%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为12%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
37.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为12%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为30℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前添加0.72kg柠檬酸，开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入11.52kg的十八碳脂肪酸钠盐活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.45%；白度92.5%；一次粒径80nm；制品水分1700ppm；分布粒度（d50）2.23um。
38.比较例4选用硫酸盐含量4000ppm、氧化镁含量3000ppm的石灰石矿作为原料，燃料选取硫含量小于0.3%，1200℃煅烧得到生石灰及二氧化碳气体，得到的生石灰与一定温度的水进行消化反应，得ca(oh)2料浆，料浆经过筛、水力旋流器旋流净化后再加水配置成质量浓度为12%的清洁氢氧化钙，二氧化碳气体经净化后得到体积分数为30-35%的二氧化碳气。
39.在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为12%的洁净的氢氧化钙浆料，碳化的起始温度为30℃，通入体积分数为30-35%的二氧化碳气进行碳化，碳化前添加0.72kg柠檬酸，开始碳化反应，直至碳酸钙料浆的ph值达7.0、电导率最低值即可停止反应，然后加入11.52kg的十八碳脂肪酸钠盐活化30min。把此浆液进行压滤，洗涤。使用闪蒸干燥机，使用天然气作为燃料，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为纳米碳酸钙。所得到的产品的水分0.35%；白度92.7%；一次粒径80nm；制品水分1740ppm；分布粒度（d50）2.18um。